Опорные точки в наборе данных участков

Эта тема относится только к ArcGIS for Desktop Standard и ArcGIS for Desktop Advanced.

Опорные точки (control points) представляют координаты положений на местности пунктов, для которых с высокой точностью были определены значения координат x,y,z.

Опорные точки добавляются в набор данных участков, чтобы участки могли быть уравнены относительно это сети опорных точек с помощью метода наименьших квадратов. Результатом уравнивания является точная привязка участков к местности. Тогда как измерения участков определяют взаимное положение границ участков, опорные точки используются в уравнивании по методу наименьших квадратов для того, чтобы точно представить положение угловых точек участков на местности.

Опорные точки в наборе данных участков характеризуются координатами X и Y в проекции (на плоскости), и, кроме того, Z-значением, представляющим высоту над уровнем моря. Опорные точки набора данных участков не находятся в трехмерной Декартовой системе координат, определяющей реальное положение точки на земной поверхности. Расстояние, рассчитанное между двумя опорными точками в наборе данных участков, зависит только от X и Y, т.е. является расстоянием в плане.

Атрибуты расстояний в наборе данных участков принимаются за расстояния на земной поверхности. При уравнивании набора данных участков по методу наименьших квадратов происходит расчет координат опорных точек в проекции на основе их Z-значений. Таким образом, все координаты в наборе данных участков (включая координаты опорных точек) являются координатами в проекции земной поверхности на плоскость, а вычисляются они на основе измеренных расстояний на земной поверхности.

Примечание:

Координаты опорных точек не изменяются в процессе уравнивания сети участков по методу наименьших квадратов.

Добавление опорных точек в набор данных участков

Опорные точки (control points) добавляются в набор данных участков в виде одиночных точек, которые не соединены с фабрикой участков, или они могут быть добавлены и соединены с точками набора даных участков. Опорные точки могут участвовать в уравнивании набора данных, только если они соединены с существующими точками набора данных участков. Любая точка набора данных может быть соединена с опорной точкой. Это выполняется, когда положение опорной точки может быть корректно связано с точкой набора данных участков.

Опорные точки располагаются в угловых точках участков или в конечных точках линий участков. Когда опорные точки добавляются и соединяются с существующими точками набора данных участков, точки набора данных могут не совпадать в пространственном положении с опорными точками. Это происходит потому, что положение опорных точек определено более точно, чем положение остальных точек в наборе данных участков. Даже если опорные точки могут не совпадать в пространственном положении с точками набора данных, они могут быть связаны с точками набора данных.

Часто опорные точки не совпадают по положению с угловыми точками участков; например, они могут располагаться на центральных линиях улиц. В таком случае, линии подключений могут быть добавлены для соединения положений точек участка с положением опорных точек. Вы можете также использовать незамкнутые участки (unclosed parcel), чтобы моделировать центральные линии улиц (street centerlines) и располагать опорные точки в угловых точках незамкнутых участков.

Незамкнутый участок

Опорная точка на незамкнутом участке, представляющем центральную линию улицы

При создании линий подключений к опорным точкам, измерения линий подключений могут быть использованы или рассчитаны на основе записи полевой съемки или плана.

Линия подключения к опорной точке

Опорные точки могут быть добавлены вручную, когда выполняется ввод координат точек, а также они могут быть импортированы в набор данных участков. При добавлении опорных точек вручную по одной, связь (link) между опорной точкой и точкой набора данных может быть сразу же установлена. При импорте набора опорных точек, допуск или радиус поиска (tolerance или search radius) может быть настроен, чтобы связать опорные точки (control points) c ближайшими точками набора данных участков (fabric point), найденными в пределах этого допуска. Если ни одной точки набора данных не было найдено в пределах указанного радиуса поиска, опорная точка может быть добавлена как одиночная опорная точка (stand-alone control point) и может быть затем вручную связана с точкой набора данных в любой момент. Ручное связывание опорных точек и точек набора данных может быть полезно, когда опорные точки добавлены в набор данных первыми, например, в новый пустой набор данных участков, а участки вводятся позднее.

Связывание опорных точек с точками набора данных участков

Опорные точки могут быть связаны (а также повторно связаны) с точками набора данных, когда открыто диалоговое окно Опорные точки (Control). Диалоговое окно Опорные точки (Control) можно открыть, щелкнув инструмент Поддерживать опорные точки (Maintain Control Points) на панели инструментов Редактор участков (Parcel Editor). Опорные точки связываются с точками набора данных с помощью щелчка на опорной точке и последующего щелчка на точке набора данных участков. Значение атрибута ID точки сети (Network Point ID) в диалоговом окне Опорные точки (Control) будет сразу же обновлено с использованием идентификаторов точек в наборе данных участков.

ID точки набора данных участков для опорной точки

Иногда, ID точки, с которой связана опорная точка, может изменяться. Это может произойти, когда точка набора данных совмещается с другой точкой; например, конечная точка новой линии подключения имеет то же положение, что и другая точка в фабрике и они должны объединиться в одну точку набора данных.

Активные опорные точки

Существует два типа опорных точек в наборе данных участков: активные (active) и неактивные (inactive) опорные точки (control points). Активные опорные точки связаны с точками набора данных участков и используются при уравнивании по методу наименьших квадратов. Неактивные опорные точки являются или одиночными (stand-alone control points), которые не связаны с какой-либо точкой набора данных участков, или были исключены из уравнивания по методу наименьших квадратов. В некоторых случаях не все опорные точки должны принимать участие в уравнивании, и исключение точек из уравнивания может быть хорошим способом поиска и удаления возможных неправильных значений измерений данных, которые могут испортить результаты уравнивания набора данных. Уравнивание по методу наименьших квадратов требует наличия как минимум двух опорных точек; такое уравнивание называется минимально-ограниченным уравниванием (minimally constrained adjustment). Выполнение минимально-ограниченного уравнивания может помочь обнаружить возможные неправильные значения измерений, так как влияние опорных точек на результаты уравнивания в таком случае минимально. Для больших территорий рекомендуется использовать большой набор равномерно распределенных опорных точек.

Активные и неактивные опорные точки

Проверка взаимного положения опорных точек

Когда существует более двух активных опорных точек на карте, вы можете запустить проверку взаимного положения (fit check) для опорных точек. Проверка взаимного положения показывает, насколько хорошо локализованы точки опорной сети. Проверка взаимного положения также является полезной для оценки точности положения опорных точек, которые будут использоваться для уравнивания по методу наименьших квадратов. Опорные точки, точное определение положения которых вызывает сомнение, могут быть исключены из уравнивания.

Процесс проверки взаимного положения рассчитывает информацию о параметрах трансформации между координатами связанных точек набора данных участков и координатами опорных точек. Для трансформации используется трансформация Гельмерта (Helmert). Рассчитанные параметры (угол поворота (rotation), смещение по x (shift in x), смещение по y (shift in y) и масштаб (scale) применяются к координатам связанных точек, чтобы рассчитать новые временные значения положения для точек набора данных участков. Разности в положении между только что рассчитанными точками и исходными опорными точками представляются в виде отчета о невязках (residuals) для каждой активной опорной точки. Значения невязок (значения dx, dy) показывают, насколько хорошо координаты точек в наборе данных участков совпадают с опорными точками после процедуры трансформации на основе данных опорной сети. Невязки отображаются для каждой опорной точки в диалоговом окне Опорные точки (Control).

Проверка невязок взаимного положения

Невязки взаимного положения и выравнивание набора данных

Запуск проверки взаимного положения для опорных точек - это хороший способ проверки их качества перед запуском процедуры уравнивания по методу наименьших квадратов. Проверка невязок взаимного положения может показать, насколько хорошо сеть участков соотносится с опорной сетью. Положение линий участков будет исправлено в процессе уравнивания по методу наименьших квадратов как минимум на значения невязок положения, полученные в проверке взаимного положения опорных точек. Таким образом, значения невязок на опорных точках могут быть использованы как ориентир при настройке допусков уравнивания (adjustment tolerances) в диалоговом окне Уравнивание координат (Adjust Coordinates). Например, опорная сеть может быть смещена на 20 футов от сети участков, но для успешного уравнивания необязательны допуски в 20 футов.

Крупные, несогласованные невязки взаимного положения, которые сеть участков плохо соотносит с опорной сетью. Не рекомендуется запускать уравнивание по методу наименьших квадратов для участков с крупными невязками взаимного положения на их опорных точках. Выравнивание набора данных, скорее всего, завершится с ошибкой, так как потребуется выровнять линии участков с использованием больших допусков для размещения в опорной сети. Допуски уравнивания по методу наименьших квадратов не должны быть большими. Иначе это приведет к получению некорректных и ненадежных результатов. Сеть участков ниже (с небольшим преувеличением) плохо соотносится с опорной сетью и это подтверждают крупные, несогласованные невязки взаимного положения.

Если вы знаете, что в наборе данных участков содержатся достаточно качественные измерения, которые не содержат ошибок, то для любых опорных точек можно будет сделать предположение о том, что их положение определено неправильно, в случае, когда они будут иметь высокие значения невязок положения в отчете проверки взаимного положения. Если вы знаете, что опорные точки имеют хорошо определенное положение, большие значения невязок будут свидетельствовать о наличии ошибок в близко расположенных связанных точках набора данных участков. Если источник невязки не является очевидным, то можно попробовать исключить эту опорную точку из уравнивания по методу наименьших квадратов. Если существует ошибочное измерение в данных участков вокруг связанной опорной точки, это измерение будет исправлено в результате уравнивания.

Если проверка взаимного положения будет запущена после уравнивания, то невязки для активных опорных точек будут равны нулю, так как связанные точки набора данных были трансформированы в систему координат опорных точек в процессе уравнивания.